بقلم: آندي كوربلي، 26 سبتمبر 2023
ترجمة: زبرجد
باحثو "ناسا" (جون كونيل) و(يي لين) من فريق عمل السايبرس "ناسا" بجانب إطلاق الروبوتات بشكل روتيني عبر الحدود النهائية، تشارك "ناسا" أيضا في أبحاث الطيران المستدامة، وربما يكون هذا القسم قد كسر الشفرة لإنشاء بطارية أخف وزنًا وأكثر أمانًا مع طاقة تفريغ أكثر عدة مرات من بطاريات الليثيوم أيون.
وتحتوي بطاريات الليثيوم أيون، المعيار الصناعي الحالي للسيارات الكهربائية، على سوائل تجعلها عرضة لارتفاع درجة الحرارة والحريق وفقدان الشحن بمرور الوقت. على النقيض من ذلك، قدم فريق السايبرس "ناسا" (بطاريات بنية الحالة الصلبة لتعزيز إعادة الشحن والسلامة) مشروع تطوير حزم بطارية الحالة الصلبة التجريبية التي لا تعاني من هذه العيوب.
تتلقى مجموعة السايبرس تمويلاً من مشروع حلول الطيران المتقارب التابع لـ"ناسا"، والذي تم تصميمه للتحقيق في تقنيات معينة لحل أكبر تحديات الطيران في هذه الحالة، (الطيران الذي يعمل بالبطارية).
إن الكربون الناتج عن السفر الجوي يعادل حوالي 2٪ من جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية. يتم افتراض البطاريات كحل محتمل لتحسين الانبعاثات الذي يخلفه وقود الطائرات الثقيل وهي محاولة من "ناسا" للمساهمة في تقليل الانبعاثات الغازية الناتجة من عمليات الطيران.
خلال العام الماضي، تم شحن بطاريات السايبرس ذات (الحالة الصلبة) لإنتاج معدل تفريغ أعلى بكثير من أي مثال آخر في السوق بمعامل 10-C ثم مرة أخرى بمعامل 5-C.
داخل البطارية، خلايا الكبريت والسيلينيوم مكدسة مباشرة فوق بعضها البعض دون أغلفة تسمح لتحقيق وفورات أكبر في الوزن جنبًا إلى جنب مع الخلايا نفسها، يمكن تكديس بطاريات متعددة دون أي فصل بينها.
"لا يقتصر هذا التصميم على التخلص من 30 إلى 40% من وزن البطارية فحسب، بل يسمح لنا أيضا بمضاعفة أو حتى مضاعفة الطاقة التي يمكنها تخزينها، وهو ما يتجاوز بكثير قدرات بطاريات الليثيوم أيون التي تعتبر أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا"، قال (روكو فيجيانو)، الباحث الرئيسي في فريق السايبرس في مركز جلين للأبحاث التابع لـ"ناسا" في كليفلاند.
إن محاولات إزالة الكربون من الطيران في أول رحلة طيران كهربائية في العالم تعمل بالهيدروجين السائل الجديد– حلقت لمدة3 ساعات.
ولقد سمحت حتى الآن لفريق السايبرس بتشغيل الأشياء بسرعة 500 واط / ساعة لكل كيلوغرام - ضعف تلك الموجودة في السيارة الكهربائية.
في هذا العام، كان الهدف الرئيسي للسايبرس هو إظهار خصائص البطارية التي تفي بأهدافها في مجال الطاقة والسلامة مع إثبات قدرتها على العمل بأمان في ظل ظروف واقعية وبأقصى طاقة، كما كتبت "ناسا".
بالشراكة مع جورجيا للتكنولوجيا، تمكنت السايبرس من استخدام منهجيات مختلفة في عملهم والتي استفادت حتى الآن من البطاريات.
هنا المزيد من اختراقات البطارية، افتتاح أكبر مصنع لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في الولايات المتحدة.
"تركز جورجيا تك بشكل كبير على الميكانيكا الدقيقة لكيفية تغير الخلية أثناء التشغيل. لقد ساعدنا ذلك في النظر إلى الضغوط داخل البطارية، والتي ساعدتنا بعد ذلك على تحسين البطارية بشكل أكبر".
وقال فيجيانو:" لقد قادنا أيضا إلى فهم كيفية تصنيع خلية مثل هذه من وجهة نظر عملية، وقادنا إلى بعض تكوينات التصميم المحسنة الأخرى".